谷物膳食纤维改性方法及其在食品中的应用研究进展

谷物膳食纤维改性方法及其在食品中的应用研究进展

刘晓丹

阿克苏地区市场监督管理局 新疆 阿克苏 843000

摘要:麸皮、米糠是谷物加工的副产物，其来源广泛且富含膳食纤维，对人体健康有益。但谷物麸皮或米糠中不溶性膳食纤维含量高会导致其本身适口性差。采用挤压膨化、发酵等改性方法可改善麸皮、米糠源膳食纤维的品质，扩大其应用范围。本文综述了谷物膳食纤维的三类改性方法及其对理化、功能特性的影响，以及改性后的谷物膳食纤维在食品中的应用，并对谷物膳食纤维的开发利用前景进行了展望。

关键词:谷物麸皮;米糠;膳食纤维;改性方法

膳食纤维是指既无法被人体内消化酶分解，也不能被机体吸收利用的非淀粉多糖，具有多种有益于人体健康的作用，如促进肠道蠕动和增强饱腹感，控制血压，降低血脂，预防肥胖症、I型糖尿病、心血管疾病、乳腺癌等慢性疾病。根据在水中溶解性的不同将膳食纤维分为可溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)，可溶性膳食纤维包括果胶、树胶、菊粉、抗性淀粉等非纤维素多糖，不溶性膳食纤维主要有纤维素、半纤维素和木质素。谷物中的膳食纤维主要来源于麸皮或米糠，质量分数可以达到11.6%~30.2%。据统计，我国小麦麸皮年产量约2000万t，米糠超过1000万t，虽然谷物麸皮和米糠价格低廉，但其中油脂含量较高，易发生酸败变质，且作为加工副产物对食品口感和外观均会产生负面影响，常被用作饲料和发酵培养基，或被直接丢弃，造成资源浪费。近年来，谷物由于富含膳食纤维而备受关注。研究发现，肠道菌群的结构失调是许多因饮食结构不当造成的代谢性疾病的直接诱因"。增加谷物膳食纤维的摄入能够有效增殖肠道中的有益菌，改善肠道菌群结构，保护肠屏障功能，对肥胖、糖尿病、高血压、冠心病、心脑血管疾病和结肠癌等慢性疾病具有预防作用。由于膳食纤维对人体具有保健作用，它被列为继糖、蛋白质、脂肪、水、矿物质和维生素之后的“第七大营养素”，又被称为“肠道清道夫”。世界卫生组织在关于膳食、营养与慢性疾病的预防报告中推荐食用全谷物以增加膳食纤维的摄入量。自1970年代以来，国内外众多学者对膳食纤维的组成与分类、分离制备、理化性质和生理功能等方面进行了深入研究。在已开发的膳食纤维产品中，研究应用最广的是植物性膳食纤维，而谷物以其极高的膳食纤维含量及丰富的种类成为功能食品领域研究与开发的重心。

1膳食纤维的定义与分类

1.1膳食纤维的定义

膳食纤维DF(dietary fiber)是一类复杂混合物的总称。1972年，Trowell发现膳食纤维的摄入与心脏病、肠道疾病的发生存在密切关系，随后将那些不能被人体内源酶所消化的植物成分界定为膳食纤维。1976年，Trowell对膳食纤维做出更为明确的定义，将那些“不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素”统称为膳食纤维。

由于膳食纤维所包含的组分复杂，加之随着现代科技和食品工业的高速发展，出现了很多具有类似膳食纤维功能的食品成分，如抗性淀粉、低聚寡糖以及菊糖等，均不符合当前膳食纤维定义的范畴，使得膳食纤维的定义具有局限性。2000年，美国分析化学家协会在关于膳食纤维与复合性碳水化合物的会议上，指出膳食纤维还应包括不能为人体内源酶所吸收的寡糖及抗性淀粉。2004年，食品法典委员会在第26届营养与特殊膳食食品委员会报告中将膳食纤维定义为小肠内不能消化吸收，聚合度不小于3(或10)的碳水化合物聚合物”。通常认为，膳食纤维是指不能被人体胃肠道消化酶消化，但能被大肠内的某些微生物部分酵解和利用的碳水化合物及其相类似物质的总和，包括细胞壁多糖、低聚糖、木质素以及与之键合的相关物质。

1.2膳食纤维的分类

膳食纤维主要包括谷物纤维、豆类纤维、果蔬纤维、微生物纤维等天然纤维以及合成与半合成纤维。其中，谷物膳食纤维主要以小麦纤维、燕麦纤维、大麦纤维、黑麦纤维、玉米纤维代表。

2谷物膳食纤维在食品工业中的应用

2.1在焙烤食品中的应用

谷物膳食纤维在焙烤食品中有广泛的应用。在面包和蛋糕中，添加膳食纤维作为稳定剂和增稠剂，可用来提高配料的分散性和稳定性、增加产品的持水性、改善质构、延长保质期。

2.2在主食方面的应用

主要是将其添加于馒头、米饭、面条中。馒头中添加适量的膳食纤维可以改善馒头的品质，提高其保健功效。在面条中加入5%的膳食纤维可以使面条韧性增加、耐煮耐泡、清爽适口。在米饭中添加适量膳食纤维可以使米饭更加蓬松清香。

2.3在肉制品中的应用

将谷物膳食纤维添加到肉制品中能提高持水性，且由于其对肉馅的组织结构有支撑作用，故可改善肉的组织结构和韧度。适量谷物膳食纤维的加入在不影响肉制品品质的基础上，可降低肉制品中脂肪与热能的含量，增加产品的保健功效。

2.4在主食方面的应用

主要是将其添加于馒头、米饭、面条中。馒头中添加适量的膳食纤维可以改善馒头的品质，提高其保健功效。在面条中加入5%的膳食纤维可以使面条韧性增加、耐煮耐泡、清爽适口。在米饭中添加适量膳食纤维可以使米饭更加蓬松清香。

2.5在肉制品中的应用

将谷物膳食纤维添加到肉制品中能提高持水性，且由于其对肉馅的组织结构有支撑作用，故可改善肉的组织结构和韧度。适量谷物膳食纤维的加入在不影响肉制品品质的基础上，可降低肉制品中脂肪与热能的含量，增加产品的保健功效。

 2.6在饮料及乳制品中的应用

将膳食纤维添加到奶粉、乳酸菌乳和冰淇淋中，能将乳制品中乳糖转化为乳酸，更适合乳糖不耐症的消费者食用。在乳酸菌奶中添加膳食纤维，还能作为活性菌的营养源以保持其活性，使产品货架期延长，增强乳制品良好的口感和风味。在功能性饮料中添加膳食纤维，除具有保健作用外，还可以明显提高食品的稳定性、分散性和冲调性，防止结块。

2.7在调味料中的应用

利用膳食纤维的吸水、吸油、保水、保香等性质，将其添加到豆酱等食品中，以便保鲜和防止水的渗透。膳食纤维添加在沙司蛋黄酱中可作为黏度调节剂。人们将谷物膳食纤维与某些食品添加剂如木糖醇等甜味剂以及动植物油脂、山梨酸、焦糖色素、微量元素等营养成分混合加热制成馅料，用于汉堡包馅、牛肉馅饼的生产。膳食纤维作为低热量的基料以取代脂肪添加在火腿肠、午餐肉、三明治、肉松等食品中，从而降低脂肪和胆固醇的摄入。

 3展望

大量关于全谷物膳食纤维摄入与慢性疾病关系的流行病学研究结果表明:长期摄入全谷物食品对糖尿病、肥胖、心血管疾病以及结肠癌等慢性疾病具有预防作用。尽管近几十年来，谷物膳食纤维的研究取得了很大突破，但对其定义、检测、改性方法、生理功能的体内验证及其作用机制等基础研究以及工业应用技术还有待更深层次的研究和探索。其发展趋势主要有:1)深入研究膳食纤维的改性方法及其对理化性质和生理功能的影响。2)加强对膳食纤维生理功能及其作用机制的深层次研究。总之，作为21世纪最具开发潜力的营养素之一，谷物膳食纤维的研究和应用具有广阔的发展空间和市场前景。

参考文献：

[1]伍立居，李平，汪锦邦.从玉米皮及豆皮中制取食用纤维的研究[J].食品与发酵工业，2021(5):44。

[2]申瑞玲，王英.膳食纤维的改性及其对功能特性的影响[J].农产品加工，2019，166(3):17。